REDES DE AGUAS RESIDUALESLas redes de alcantarillado
sonestructuras hidrulicasque funcionan a presin atmosfrica, por
gravedad. Slo muy raramente, y por tramos breves, estn constituidos
portuberas que trabajan bajopresino porvaco. Normalmente estn
constituidas porconductosde seccin circular, oval o compuesta, la
mayora de las veces enterrados bajo las vas pblicas.La red de
alcantarillado se considera un servicio bsico, sin embargo la
cobertura de estas redes en las ciudades de pases en desarrollo es
nfima en relacin con la cobertura de lasredes de agua potable. Esto
genera importantes problemas sanitarios. Durante mucho tiempo, la
preocupacin de las autoridades municipales o departamentales estaba
ms ocupada en construir redes de agua potable, dejando para un
futuro indefinido la construccin de las redes de alcantarillado.
Actualmente la existencia de redes de alcantarillado es un
requisito para aprobar la construccin de nuevas urbanizaciones en
la mayora de las naciones.A) MARCO TEORICO
1. ObjetivoFijo las condiciones exigibles en la elaboracin del
proyecto hidrulico de las redes de aguas residuales funcionando en
lmina libre. En caso de conduccin a presin se deber considerar lo
sealado en la norma de lneas de conduccin.2. AlcancesEsta norma
contiene los requisitos mnimos a los cuales deben sujetarse los
proyectos y obras de infraestructura sanitaria ara localidades
mayores de 2000 habitantes.3. DefinicionesRedes de recoleccin.
Conjunto de tuberas principales y ramales colectores que permiten
la recoleccin de las aguas residuales generadas en las
viviendas.Rama Colector. Es la tubera que se ubica en la vereda de
los lotes, recolecta el agua residual de una o ms viviendas y la
descarga a una tubera principal.Tubera Principal. Es el colector
que recibe las aguas residuales provenientes de otras redes y/o
ramales colectores.Tensin Tractiva. Es el esfuerzo tangencial
unitario asociado al escurrimiento por gravedad en la tubera de
alcantarillado, ejercido por el lquido sobre el material
depositado.Pendiente Mnima. Valor mnimo de la pendiente determinada
utilizando el criterio de tensin tractiva que garantiza la
autolimpieza de la tubera.Profundidad. Diferencia de nivel entre la
superficie de terreno y la generatriz superior externa de la tubera
(clave de la tubera).Recubrimiento. Diferencia de nivel entre la
superficie de terreno y la generatriz superior externa de la tubera
(clave de tubera).Conexin Domiciliaria de Alcantarillado. Conjunto
de elementos sanitarios instalados con la finalidad de permitir la
evacuacin del agua residual proveniente de cada lote.4.
Disposiciones especficas para diseos
4.1 Levantamiento TopogrficoLa informacin topogrfica para la
elaboracin de proyectos incluir: Plano de lotizacin del rea de
estudio con curvas de nivel cada 1 m. indicando la ubicacin y
detalles de los servicios existentes y/o cualquier referencia
importante.
Perfil longitudinal a nivel del eje del trazo de las tuberas
principales y/o ramales colectores en todas las calles del rea de
estudio y en el eje de la va donde tcnicamente sea necesario.
Secciones transversales de todas las calles. Cuando se utilice
ramales colectores, mnimo 3 cada 100 metros en terrenos planos y
mnimo 6 por cuadra.
Perfil longitudinal de los tramos que se encuentran fuera del
rea de estudio, pero que sean necesarios para el diseo de los
empalmes con las redes del sistema de alcantarillado
existentes.
Se ubicar en cada habitacin un BM auxiliar como mnimo y
dependiendo del tamao de la habilitacin se ubicarn dos o ms, en
puntos estratgicamente distribuidos para verificar las cotas de
cajas o inspeccin y/o buzones a instalar.
4.2 SuelosSe deber contemplar el reconocimiento general del
terreno y el estudio de evaluacin de sus caractersticas,
considerando los siguientes aspectos: Determinacin de la
agresividad del suelo con indicadores de PH, sulfatos, cloruros y
sales solubles totales.
Otros estudios necesarios en funcin de la naturaleza del
terreno, a criterio del proyectista.
4.3 PoblacinSe deber determinar la poblacin y la densidad
poblacional para el periodo de diseo adoptado.La determinacin de la
poblacin final para el periodo de diseo adoptado se realizar a
partir de proyecciones, utilizando la tasa de crecimiento por
distritos y/o provincias establecida por el organismo oficial que
regula estos indicadores.4.4 Caudal de Contribucin al
AlcantarilladoEl caudal de contribucin al alcantarillado debe ser
calculado con un coeficiente de retorno del 80% del caudal de agua
potable consumida.4.5 Caudal de DiseoSe determinarn para el inicio
y fin del periodo de diseo. El diseo del sistema de alcantarillado
se realizar con el valor del caudal mximo horario.4.6
Dimensionamiento Hidrulico
En todos los tramos de la red deben calcularse los caudales
inicial y final (Qi y Qf). El valor mnimo del caudal a considerar
ser de 1.5 L/s.
Las pendientes de las tuberas deben cumplir la condicin de
autolimpieza aplicando el criterio de tensin tractiva. Cada tramo
debe ser verificado por el criterio de Tensin Tractiva Media (t)
con un valor mnimo t=1,0 Pa, calculada para el caudal inicial (Qi),
valor correspondiente para un coeficiente de Manning n=0.013. La
pendiente mnima que satisface esta condicin puede ser determinada
por la siguiente expresin aproximada:
Dnde:= Pendiente mnima (mm/m)Qi= Caudal inicial (L/s)
Cuando la velocidad final (Vf) es superior a la velocidad crtica
(Vc), la mayor altura de lmina de agua admisible debe ser 50% del
dimetro del colector, asegurando la ventilacin del tramo. La
velocidad crtica es definida por la siguiente expresin:
Dnde:Vc = Velocidad crtica (m/s)g = Aceleracin de la gravedad
(m/s2)RH = Radio hidrulico (m) La altura de la lmina de agua debe
ser siempre calculada admitiendo un rgimen de flujo uniforme y
permanente, siendo el valor mximo para el caudal final (Qf), igual
o inferior a 75% del dimetro del colector. Los dimetros nominales
de las tuberas no deben ser menores de 100 mm. Las tuberas
principales que recolectan aguas residuales de un ramal colector
tendrn como dimetro mnimo 160 mm.4.7 Ubicacin y recubrimiento de
tuberas En las calles o avenidas de 20 m de ancho o menos se
proyectar una sola tubera principal de preferencia en el eje de la
va vehicular.
En avenidas de ms de 20 m de ancho se proyectar una tubera
principal a cada lado de la calzada.
La distancia entre la lnea de propiedad y el plano vertical
tangente ms cercano de la tubera principal debe ser como mnimo 1,5
m.
La distancia mnima entre los planos verticales tangentes ms
prximos de una tubera principal de agua y una tubera principal de
aguas residuales, instaladas paralelamente, ser de 2 m, medido
horizontalmente.
La mnima distancia libre horizontal medida entre ramales
distribuidores y ramales colectores, entre ramal distribuidor y
tubera principal de agua o alcantarillado, entre ramal colector y
tubera principal de agua o alcantarillado, ubicados paralelamente,
ser de 0,20 m. Dicha distancia debe medirse entre los planos
tangentes ms prximos de las tuberas.
El ramal colector de aguas residuales debe ubicarse en las
veredas y paralelo frente al lote. El eje de dichos ramales se
ubicar de preferencia sobre el eje de vereda, o en su defecto, a
una distancia de 0,50 m a partir del lmite de propiedad. El
recubrimiento sobre las tuberas no debe ser menor de 1,0 m en las
vas vehiculares y de 0,30 m en las vas peatonales y/o en zonas
rocosas, debindose verificar para cualquier profundidad adoptada,
la deformacin (deflexin) de la tubera generada por cargas externas.
Para toda profundidad de enterramiento de tubera el proyectista
plantear y sustentar tcnicamente la proteccin
empleada.Excepcionalmente el recubrimiento mnimo medido a partir de
la clave del tubo ser de 0.20 m. cuando se utilicen ramales
colectores y el tipo de suelo sea rocoso.Si existiera desnivel en
el trazo de un ramal colector de alcantarillado, se implementar la
solucin adecuada a travs de una caja de inspeccin, no se podr
utilizar curvas para este fin, en todos los casos la solucin a
aplicar contar con la proteccin conveniente. El proyectista
plantear y sustentar tcnicamente la solucin empleada. En todos los
casos, el proyectista tiene libertad para ubicar las tuberas
principales, los ramales colectores de alcantarillado y los
elementos que forman parte de la conexin domiciliaria de agua
potable y alcantarillado, de forma conveniente, respetando los
rangos establecidos y adecundose a las condiciones del terreno; el
mismo criterio se aplica a las protecciones que considere
implementar.Los casos en que la ubicacin de tuberas no respete los
rangos y valores mnimos establecidos, debern ser debidamente
sustentados.En las vas peatonales, pueden reducirse las distancias
entre las tuberas y entre stas y el lmite de propiedad, as como,
los recubrimientos siempre y cuando: Se disee proteccin especial a
las tuberas para evitar su fisuramiento o rotura.
Si las vas peatonales presentan elementos (bancas, jardineras,
etc.) que impidan el paso de vehculos.
En caso de posibles interferencias con otros servicios pblicos,
se deber coordinar con las entidades afectadas con el fin de disear
con ellas, la proteccin adecuada. La solucin que adopte debe contar
con la aprobacin de la entidad respectiva.
En los puntos de cruce de tuberas principales de alcantarillado
con tuberas principales de agua de consumo humano, el diseo debe
contemplar el cruce de stas por encima de las tuberas de
alcantarillado, con una distancia mnima de 0,25 m medida entre los
planos horizontales tangentes ms cercanos. En el diseo se debe
verificar que el punto de cruce evite la cercana a las uniones de
las tuberas de agua para minimizar el riesgo de contaminacin del
sistema de agua de consumo humano.Si por razones de niveles
disponibles no es posible proyectar el cruce de la forma descrita
en el tem anterior, ser preciso disear una proteccin de concreto en
el colector, en una longitud de 3 m a cada lado del punto de
cruce.La red de aguas residuales no debe ser profundizada para
atender predios con cota de solera por debajo del nivel de va. En
los casos en que se considere necesario brindar el servicio para
estas condiciones, se debe realizar un anlisis de la conveniencia
de la profundizacin considerando sus efectos en los tramos
subsiguientes y comparndolo con otras soluciones. Las tuberas
principales y los ramales colectores se proyectarn en tramos rectos
entre cajas de inspeccin o entre buzones. En casos excepcionales
debidamente sustentados, se podr utilizar una curva en un ramal
colector, con la finalidad de garantizar la profundidad mnima de
enterramiento.
4.7 Cmara de Inspeccin Las cmaras de inspeccin son elementos
hormign armado (con armadura de fierro), diseadas con orificios y
aadiduras especficas para realizar empalmes con tuberas de aguas
servidas, ya sean estas de PVC, cermica o concreto.
Se utilizan para facilitar la inspeccin de las instalaciones
sanitarias en casos de bloqueos del flujo regular de evacuacin del
agua y en todos los nudos de interseccin de tuberas. stas tambin
son utilizadas en intersecciones, codos de alcantarillados,
drenajes pluviales y otros; adems pueden ser utilizadas como paso
de acuerdo a un proyecto con el que se cuente, se pueden disear
varios modelos.5. Conexin predial
5.1 DiseoCada unidad de uso debe contar con un elemento de
inspeccin de fcil acceso a la entidad prestadora del servicio.5.2
Elementos de la ConexinDebe considerar. Elemento de reunin: Cmara
de inspeccin Elemento de conduccin: Tubera con una pendiente mnima
de 15 por mil. Elementos de empalme o empotramiento: Accesorio de
empalme que permitir la descarga en cada libre sobre la clave de la
tubera.
5.3 UbicacinLa conexin predial de redes de aguas residuales, se
ubicar a una distancia mnima de 1.20 del lmite izquierdo o derecho
de la propiedad. En otros casos deber justificarse
adecuadamente.5.4 DimetroEl dimetro mnimo de la conexin ser de
100mm.
B) DISEO DE UN SISTEMA DE ALCANTARILLADODATOS:
Clima es clido rea de lotes > 90m2 Dotacin: 220l/ hab- da
Densidad: 4hab/vivienda Q infiltracin: PVC = 0.05 L/S- KM
CALCULO DE CAUDALES RESIDUALES DE APORTE DE VIVIENDA (Nmero
total de viviendas = 5179 viviendasPoblacin = 5179 viviendas *
4hab/viviendaPoblacin = 20716 hab.Calculo del caudal medio diario
tramo 1-2.
)
Aporte al alcantarillado = 80%*
Aporte de alcantarillado = 84.398L/S
CALCULO DE CAUDAL DE INFILTRACION ( :
CALCULO DE CAUDAL DE AGUA DE LLUVIA QUE INGRESA POR BUZONES ()En
zona lluviosa puede considerarse proveniente de conexiones
clandestinas. Adoptndose 5% a 10% del caudal mximo de aguas
residuales. 10% ( 10% (
CAUDAL TOTAL DEL TRAMO 1-2 ( )= 80L/S +84.398L/S +
